脫氧核糖核酸（縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種生物大分子，可組成遺傳指令，引導(dǎo)生物發(fā)育與生命機(jī)能運(yùn)作。主要功能是資訊儲(chǔ)存，可比喻為“藍(lán)圖”或“食譜”。其中包含的指令，是建構(gòu)細(xì)胞內(nèi)其他的化合物，如蛋白質(zhì)與核糖核酸所需。帶有遺傳訊息的脫氧核糖核酸片段稱為基因。其他的脫氧核糖核酸序列，有些直接以本身構(gòu)造發(fā)揮作用，有些則參與調(diào)控遺傳訊息的表現(xiàn)。

脫氧核糖核酸是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸借由酯鍵相連，組成其長鏈骨架。每個(gè)糖單位都與四種堿基里的其中一種相接，這些堿基沿著脫氧核糖核酸長鏈所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質(zhì)氨基酸序列合成的依據(jù)。讀取密碼的過程稱為轉(zhuǎn)錄，是根據(jù)脫氧核糖核酸序列復(fù)制出一段稱為RNA的核酸分子。多數(shù)RNA帶有合成蛋白質(zhì)的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如核糖體RNA、小核RNA與小干擾RNA。

在細(xì)胞內(nèi)，脫氧核糖核酸能組織成染色體結(jié)構(gòu)，整組染色體則統(tǒng)稱為基因組。染色體在細(xì)胞分裂之前會(huì)先行復(fù)制，此過程稱為DNA復(fù)制。對真核生物，如動(dòng)物、植物及真菌而言，染色體是存放于細(xì)胞核內(nèi)；對于原核生物而言，如細(xì)菌，則是存放在細(xì)胞質(zhì)中的擬核里。染色體上的染色質(zhì)蛋白，如組織蛋白，能夠?qū)⒚撗鹾颂呛怂峤M織并壓縮，以幫助脫氧核糖核酸與其他蛋白質(zhì)進(jìn)行交互作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。

脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)

脫氧核糖核酸是一種由核苷酸重復(fù)排列組成的長鏈聚合物，寬度約22到24埃（2.2到2.4納米），每一個(gè)核苷酸單位則大約長3.3埃（0.33納米）。在整個(gè)脫氧核糖核酸聚合物中，可能含有數(shù)百萬個(gè)相連的核苷酸。例如人類細(xì)胞中最大的1號染色體中，就有2億2千萬個(gè)堿基對。通常在生物體內(nèi)，脫氧核糖核酸并非單一分子，而是形成兩條互相配對并緊密結(jié)合，且如蔓藤般地纏繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子。每個(gè)核苷酸分子的其中一部分會(huì)相互連結(jié)，組成長鏈骨架；另一部分稱為堿基，可使成對的兩條脫氧核糖核酸相互結(jié)合。所謂核苷酸，是指一個(gè)核苷加上一個(gè)或多個(gè)磷酸基團(tuán)，核苷則是指一個(gè)堿基加上一個(gè)糖類分子。

脫氧核糖核酸骨架是由磷酸與糖類基團(tuán)交互排列而成。組成脫氧核糖核酸的糖類分子為環(huán)狀的2-脫氧核糖，屬于五碳糖的一種。磷酸基團(tuán)上的兩個(gè)氧原子分別接在五碳糖的3號及5號碳原子上，形成磷酸雙酯鍵。這種兩側(cè)不對稱的共價(jià)鍵位置，使每一條脫氧核糖核酸長鏈皆具方向性。雙螺旋中的兩股核苷酸互以相反方向排列，這種排列方式稱為反平行。脫氧核糖核酸鏈上存在互不對稱的兩末端。脫氧核糖核酸與RNA最主要的差異之一，在于組成糖分子的不同，DNA為2-脫氧核糖，RNA則為核糖。

兩股脫氧核糖核酸長鏈上的堿基以氫鍵相互吸引，使雙螺旋形態(tài)得以維持。這些堿基可分為兩大類，以5角及6角雜環(huán)化合物組合而成的一類稱為嘌呤；只有一個(gè)6角雜環(huán)的則稱為嘧啶。組成脫氧核糖核酸的堿基，分別是腺嘌呤（縮寫A）、胞嘧啶（C）、鳥嘌呤（G）與胸腺嘧啶（T）。堿基、糖類分子與磷酸三者結(jié)合之后，便成為完整的核苷酸。還有一種堿基稱為尿嘧啶（U），此種堿基比胸腺嘧啶少了一個(gè)位于環(huán)上的甲基，一般出現(xiàn)在RNA分子中，角色相當(dāng)于脫氧核糖核酸里的胸腺嘧啶。通常在脫氧核糖核酸中，它會(huì)作為胞嘧啶的分解產(chǎn)物，或是CpG島中未經(jīng)甲基化的胞嘧啶突變產(chǎn)物。少見的例外發(fā)現(xiàn)于一種稱為PBS1的細(xì)菌病毒，此類病毒的脫氧核糖核酸中含有尿嘧啶。在某些特定RNA分子的合成過程中，會(huì)有許多尿嘧啶在酵素的作用下失去一個(gè)甲基，因而轉(zhuǎn)變成胸腺嘧啶，這種情形大多出現(xiàn)于一些在構(gòu)造上具有功能，或者具有酵素能力的RNA上，例如轉(zhuǎn)運(yùn)RNA與核糖體RNA。

脫氧核糖核酸片段結(jié)構(gòu)動(dòng)畫，各種堿基水平排列于兩條螺旋長鏈之間

兩股脫氧核糖核酸長鏈會(huì)以右旋方式相互纏繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐粤姿崧?lián)結(jié)而成的骨架位于外部，且兩股之間會(huì)留下一些空隙，因此位于螺旋內(nèi)部的堿基，即使從螺旋外側(cè)依然可見（如右方動(dòng)畫）。雙螺旋的表面有兩種凹槽（或稱“溝”）：較大的寬22埃；較小的寬12埃。由于各個(gè)堿基靠近大凹槽的一面較容易與外界接觸，因此如轉(zhuǎn)錄因子等能夠與特定序列結(jié)合的蛋白質(zhì)與堿基接觸時(shí)，通常是作用在靠近大凹槽的一面。

一股脫氧核糖核酸上所具有的各類型含氮堿基，都只會(huì)與另一股上的一個(gè)特定類型堿基產(chǎn)生鍵結(jié)。此種情形稱為互補(bǔ)性堿基配對。嘌呤與嘧啶之間會(huì)形成氫鍵，在一般情況下，A只與T相連，而C只與G相連。因此排列于雙螺旋上的核苷酸，便以這種稱為堿基對的方式相互聯(lián)結(jié)。除此之外，與脫氧核糖核酸序列無關(guān)的疏水性效應(yīng)，以及π重疊效應(yīng)所產(chǎn)生的力，也是兩股脫氧核糖核酸能維持結(jié)合狀態(tài)的原因。由于氫鍵比共價(jià)鍵更容易斷裂，這使雙股脫氧核糖核酸可能會(huì)因?yàn)闄C(jī)械力或高溫作用，而有如拉鏈一般地解開，這種現(xiàn)象被稱為DNA變性。由于互補(bǔ)的特性，使位于雙股序列上的訊息，皆以雙倍的形式存在，這種特性對于脫氧核糖核酸復(fù)制過程來說相當(dāng)重要?；パa(bǔ)堿基之間可逆且具專一性的交互作用，是生物脫氧核糖核酸所共同擁有的關(guān)鍵功能。

兩種不同的堿基對分別是以不同數(shù)目的氫鍵結(jié)合：A-T之間有兩條；G-C之間則有三條。多一條氫鍵使GC配對的穩(wěn)定性高于AT配對，也因此兩股脫氧核糖核酸的結(jié)合強(qiáng)度，是由GC配對所占比例，以及雙螺旋的總長度來決定。當(dāng)脫氧核糖核酸雙螺旋較長且GC含量較高時(shí)，其雙股之間的結(jié)合能力較強(qiáng)；長度較短且AT含量較高時(shí)，結(jié)合能力則較弱。雙螺旋上有某些部位必須能夠輕易解開，這些部位通常含有有較多的AT配對，例如細(xì)菌啟動(dòng)子上一段含有TATAAT序列的普里布諾盒。在實(shí)驗(yàn)室中，若找出解開氫鍵所需的溫度，也就是所謂熔點(diǎn)，便能計(jì)算出兩股之間的結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)脫氧核糖核酸雙螺旋上所有的堿基配對都解開之后，溶液中的兩股脫氧核糖核酸將分裂成獨(dú)立的分子。單股脫氧核糖核酸分子并無固定的形體，但仍有某些形狀較為穩(wěn)定且常見。

一般來說，當(dāng)一段脫氧核糖核酸序列為合成信使RNA（mRNA，可轉(zhuǎn)譯成蛋白質(zhì)）所需時(shí)，稱為“正意”。而相對并互補(bǔ)的另一股序列，則稱為“反意”。由于RNA聚合酶的作用方式，是根據(jù)模板上的訊息來合成一段與模板互補(bǔ)的RNA片段，因此正意mRNA的序列實(shí)際上與脫氧核糖核酸上的反意股相同。在同一股脫氧核糖核酸上，可能同時(shí)會(huì)有屬于正意和反意的片段。此外，反意RNA在原核生物或真核生物體內(nèi)皆存在，但是其功能尚未明了。有研究認(rèn)為，反意RNA可利用RNA與RNA之間的堿基配對，來調(diào)控基因的表現(xiàn)。

少數(shù)屬于原核生物、真核生物、質(zhì)體或病毒的脫氧核糖核酸序列（后兩者較前兩者多），會(huì)由于正意股與反意股之間的差異難以區(qū)分，而產(chǎn)生重疊基因，這類脫氧核糖核酸序列具有雙重功能，一方面能以不對稱的兩末端方向合成蛋白質(zhì)，另一方面也能以相反方向合成另一個(gè)蛋白質(zhì)。這種重疊現(xiàn)象一方面在細(xì)菌體內(nèi)參與調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄，一方面則在較小的病毒基因組中，扮演增加訊息量的角色。為了縮減基因組的大小，也有某些病毒以線狀或環(huán)狀的單股脫氧核糖核酸作為遺傳物質(zhì)。

脫氧核糖核酸鏈在雙螺旋基礎(chǔ)上如繩索般扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象與過程稱為DNA超螺旋。當(dāng)脫氧核糖核酸處于“松弛”狀態(tài)時(shí)，雙螺旋的兩股通常會(huì)延著中軸，以每10.4個(gè)堿基對旋轉(zhuǎn)一圈的方式扭轉(zhuǎn)。但如果脫氧核糖核酸受到扭轉(zhuǎn)，其兩股的纏繞方式將變得更緊或更松。當(dāng)脫氧核糖核酸扭轉(zhuǎn)方向與雙股螺旋的旋轉(zhuǎn)方向相同時(shí)，稱為正超螺旋，此時(shí)堿基將更加緊密地結(jié)合。反之若扭轉(zhuǎn)方向與雙股螺旋相反，則稱為負(fù)超螺旋，堿基之間的結(jié)合度會(huì)降低。自然界中大多數(shù)的脫氧核糖核酸，會(huì)因?yàn)橥負(fù)洚悩?gòu)酶的作用，而形成輕微的負(fù)超螺旋狀態(tài)。拓?fù)洚悩?gòu)酶同時(shí)也在轉(zhuǎn)錄作用或DNA復(fù)制過程中，負(fù)責(zé)紓解脫氧核糖核酸鏈所受的扭轉(zhuǎn)壓力。

脫氧核糖核酸有多種不同的構(gòu)象，其中有些構(gòu)象之間在構(gòu)造上的差異并不大。目前已辨識(shí)出來的構(gòu)象包括：A-DNA、B-DNA、C-DNA、D-DNA、E-DNA、H-DNA、L-DNA、P-DNA與Z-DNA。不過以現(xiàn)有的生物系統(tǒng)來說，自然界中可見的只有A-DNA、B-DNA與Z-DNA。脫氧核糖核酸所具有的構(gòu)象可根據(jù)脫氧核糖核酸序列、超螺旋的程度與方向、堿基上的化學(xué)修飾，以及溶液狀態(tài)，如金屬離子與多胺濃度來分類。三種主要構(gòu)象中以B型為細(xì)胞中最常見的類型，與另兩種脫氧核糖核酸雙螺旋的差異，在于其幾何形態(tài)與尺寸。

其中A型擁有較大的寬度與右旋結(jié)構(gòu)，小凹槽較淺且較寬，大凹槽則較深較窄。A型一般存在于非生理狀態(tài)的脫水樣本中，在細(xì)胞中則可能為脫氧核糖核酸與RNA混合而成的產(chǎn)物（類似酵素及脫氧核糖核酸的復(fù)合物）。若一段脫氧核糖核酸上的堿基受到一種稱為甲基化的化學(xué)修飾，將使其構(gòu)型轉(zhuǎn)變成Z型。此時(shí)螺旋形式轉(zhuǎn)為左旋，與較常見的右旋B型相反。某些專門與Z-脫氧核糖核酸結(jié)合的蛋白質(zhì)可辨識(shí)出這種少見的結(jié)構(gòu)，此外Z型脫氧核糖核酸可能參與了轉(zhuǎn)錄作用的調(diào)控。

線狀染色體的末端有一段稱為端粒的特殊區(qū)域，由于一般參與復(fù)制脫氧核糖核酸的酵素?zé)o法作用于染色體的3'端，因此這些端粒的主要功能，是使細(xì)胞能利用一種稱為端粒酶的酵素來復(fù)制端粒。如果端粒消失，那么復(fù)制過程將使染色體長度縮小。因此這些特化的端帽能保護(hù)染色體結(jié)尾不被外切酶破壞，并阻止細(xì)胞中的DNA修復(fù)系統(tǒng)將其視為需修正的損毀位置。在人類細(xì)胞中，端粒是由重復(fù)出現(xiàn)數(shù)千次TTAGGG序列的單股脫氧核糖核酸所組成。這些序列富含鳥嘌呤，可形成一種由四個(gè)堿基重疊而成的特殊結(jié)構(gòu)，使染色體末端較為穩(wěn)定。四個(gè)鳥嘌呤可構(gòu)成一個(gè)平面，并且重疊于其他平面之上，產(chǎn)生穩(wěn)定的G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)。堿基與位在四個(gè)堿基中心的金屬離子螯合物之間，是經(jīng)由氫鍵結(jié)合以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。每四個(gè)堿基為一組，共三層堿基重疊而成的單股脫氧核糖核酸環(huán)狀物。在堿基環(huán)繞的中心，可見三個(gè)螯合在一起的鉀離子。也有其他類型的結(jié)構(gòu)存在，例如中心的四個(gè)堿基，除了可以是屬于單一的一股脫氧核糖核酸之外，也可能是由多條平行的脫氧核糖核酸各自貢獻(xiàn)一個(gè)堿基而形成。

端粒另外還可形成一種大型環(huán)狀結(jié)構(gòu)，稱為端粒環(huán)或T環(huán)（T-loop）。是由單股脫氧核糖核酸經(jīng)過端粒結(jié)合蛋白的作用之后，卷曲而成的一個(gè)大循環(huán)。在T環(huán)長鏈最前端的地方，單股的脫氧核糖核酸會(huì)附著在雙股脫氧核糖核酸之上，破壞雙螺旋脫氧核糖核酸與另一股的堿基配對，形成一種稱為替代環(huán)或D環(huán)的三股結(jié)構(gòu)。

基因的表現(xiàn)，受染色體上的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)與異染色質(zhì)（基因無表現(xiàn)或低表現(xiàn)）區(qū)域里的胞嘧啶甲基化所影響。舉例而言，當(dāng)胞嘧啶受到甲基化時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)變成5-甲基胞嘧啶，此作用對于X染色體的去活化、銘印和保護(hù)脫氧核糖核酸分子不被內(nèi)切酶所切斷（存在例外）而言相當(dāng)重要。甲基化的程度在不同生物之間有所差異，如秀麗隱桿線蟲便缺乏胞嘧啶甲基化，而在脊椎動(dòng)物體內(nèi)則較常出現(xiàn)，大約有1%的脫氧核糖核酸為5-甲基胞嘧啶。5-甲基胞嘧啶容易因自然發(fā)生的脫氨作用而變成胸腺嘧啶，也因此使甲基化的胞嘧啶成為突變熱點(diǎn)，這也解釋了為什么胞嘧啶和鳥嘌呤會(huì)集中出現(xiàn)在CpG島里，因?yàn)槟抢锏募谆饔帽粔褐?，沒有甲基化的胞嘧啶所產(chǎn)生的突變產(chǎn)物并非胸腺嘧啶，而是尿嘧啶。因?yàn)槟蜞奏?huì)相對容易地被更正過來，所以CpG島內(nèi)胞嘧啶不易形成突變而會(huì)被保留下來。其他的堿基修飾還包括細(xì)菌的腺嘌呤甲基化，以及使動(dòng)質(zhì)體（一種生物）的尿嘧啶轉(zhuǎn)變成“J-堿基”的糖基化等。

有許多不同種類的突變原可對DNA造成損害，其中包括氧化劑、烷化劑，以及高頻電磁輻射，如紫外線與X射線。不同的突變原對DNA造成不同類型的損害，舉例而言，紫外線會(huì)造成胸腺嘧啶二聚體的形成，并與相鄰的堿基產(chǎn)生交叉，進(jìn)而使DNA發(fā)生損害。另一方面，氧化劑如自由基或過氧化氫，可造成多種不同形態(tài)的損害，尤其可對鳥苷進(jìn)行堿基修飾，并且使雙股分解。根據(jù)估計(jì)，在一個(gè)人類細(xì)胞中，每天大約有500個(gè)堿基遭受氧化損害。在各種氧化損害當(dāng)中，以雙股分解最為危險(xiǎn)，此種損害難以修復(fù)，且可造成DNA序列的點(diǎn)突變、插入與刪除，以及染色體易位。

許多突變原可嵌入相鄰的兩個(gè)堿基對之間，這些嵌入劑大多是芳香性分子及平面分子，包括乙錠、道諾霉素、阿霉素與沙利竇邁。必須先使堿基之間的空隙變大，才能使嵌入劑置入堿基對之間，整體而言，脫氧核糖核酸會(huì)因?yàn)殡p螺旋解開而扭曲變形。結(jié)構(gòu)改變會(huì)使轉(zhuǎn)錄作用與脫氧核糖核酸復(fù)制過程受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致毒害與突變。因此脫氧核糖核酸嵌入劑通常也是致癌物，常見的例子有二醇環(huán)氧苯并芘、吖啶、黃曲毒素與溴化乙錠等。但是這些物質(zhì)也因?yàn)槟軌蛞种泼撗鹾颂呛怂岬霓D(zhuǎn)錄與復(fù)制，而可應(yīng)用于化學(xué)治療中，用以抑制癌癥細(xì)胞的快速生長情形。

脫氧核糖核酸于真核生物細(xì)胞內(nèi)，通常是以長條狀染色體形式存在；在原核生物細(xì)胞內(nèi)則是環(huán)狀染色體。細(xì)胞內(nèi)的所有染色體合稱基因組。人類基因組中大約有30億個(gè)堿基對，共組成了46個(gè)染色體。脫氧核糖核酸所攜帶的訊息，是以脫氧核糖核酸序列形式，保存于一些稱為基因的片段中?；蛑械倪z傳信息是經(jīng)由互補(bǔ)的堿基配對來傳遞，例如在轉(zhuǎn)錄作用中，細(xì)胞里的RNA核苷酸會(huì)與互補(bǔ)的脫氧核糖核酸結(jié)合，復(fù)制出一段與脫氧核糖核酸序列互補(bǔ)的RNA序列。一般來說，這段RNA序列將會(huì)在轉(zhuǎn)譯作用中，經(jīng)由RNA之間的互補(bǔ)配對，合成出相對應(yīng)的蛋白質(zhì)序列。另一方面，細(xì)胞也可以在稱為脫氧核糖核酸復(fù)制的過程中，單純地復(fù)制其自身的遺傳信息。

真核生物的基因組脫氧核糖核酸主要存放于細(xì)胞核中，此外也有少量位于粒線體或葉綠體內(nèi)。原核生物的脫氧核糖核酸則是保存在形狀不規(guī)則的類核當(dāng)中。基因是脫氧核糖核酸的一段區(qū)域，保存了基因組里的遺傳訊息，是遺傳的單位，影響了生物個(gè)體的特定表征?；蛑泻锌赊D(zhuǎn)錄的開放閱讀框架，以及一些可調(diào)節(jié)開放閱讀框架表現(xiàn)的調(diào)控序列，如啟動(dòng)子與強(qiáng)化子。

許多物種的基因組都只有一小部分可編譯成蛋白質(zhì)。以人類為例，在人類的基因組中只有1.5%屬于含有蛋白質(zhì)編碼的外顯子，另有超過50%屬于無編碼的重復(fù)序列。真核生物基因組中如此大量的非編碼DNA，以及物種之間不尋常的基因組大小或C值差異，長久以來一直是個(gè)難題，人們稱之為“C值謎”。不過這些不含蛋白質(zhì)編碼的脫氧核糖核酸序列，仍可能合成出具有功能的非編碼RNA分子，用以調(diào)控基因表現(xiàn)。

T7RNA聚合酶（藍(lán)色）以脫氧核糖核酸模板（橙色）為依據(jù)，合成mRNA（綠色）。

染色體中的某些非編碼脫氧核糖核酸序列，本身具有結(jié)構(gòu)上的功能。例如一般只帶有少量基因的端粒與著絲粒，對于染色體的穩(wěn)定性及機(jī)能而言顯得相當(dāng)重要。人類體內(nèi)有一類大量存在的非編碼脫氧核糖核酸，稱為偽基因，是一些因突變累積而變得殘缺無用的基因復(fù)制品。這些序列通常只可算是分子

化石，不過有時(shí)候也會(huì)因?yàn)榛蛑貜?fù)與趨異演化，而成為新基因里的新遺傳物質(zhì)。

基因是指一段含有遺傳訊息，且可影響生物體表現(xiàn)型的脫氧核糖核酸序列。基因里的脫氧核糖核酸堿基序列決定了信使RNA的序列，而信使RNA的序列又決定了蛋白質(zhì)的序列。轉(zhuǎn)譯作用可依據(jù)基因所含有的核苷酸序列，以及遺傳密碼規(guī)則，生產(chǎn)出對應(yīng)的蛋白質(zhì)氨基酸序列。遺傳密碼的組成單位稱為密碼子，是含有三個(gè)字母的“指令”，這些單位則由三個(gè)核苷酸組成，例如ACT、CAG或TTT。

在轉(zhuǎn)錄作用中，基因里的密碼子會(huì)在RNA聚合酶的作用下，復(fù)制成為信使RNA。之后核糖體會(huì)幫助帶著氨基酸的轉(zhuǎn)移RNA與信使RNA進(jìn)行堿基配對，進(jìn)而將信使RNA解碼。由于組成密碼子的堿基共有四種，且以三字母為一單位，因此可能存在的密碼子一共有64種（43）。與這些密碼子對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)氨基酸有20種，因此大多數(shù)氨基酸對應(yīng)了一種以上的密碼子。另外有三個(gè)密碼子稱為“終止密碼子”或“無義密碼子”，是編碼區(qū)域的末端，分別是TAA、TGA與TAG。

生物個(gè)體成長需要經(jīng)歷細(xì)胞分裂，當(dāng)細(xì)胞進(jìn)行分裂時(shí)，必須將自身基因組中的脫氧核糖核酸復(fù)制，才能使子細(xì)胞擁有和親代相同的遺傳訊息。脫氧核糖核酸的雙股結(jié)構(gòu)可供脫氧核糖核酸復(fù)制機(jī)制進(jìn)行，在此復(fù)制過程中，兩條長鏈會(huì)先分離，之后一種稱為DNA聚合酶的酵素，會(huì)分別以兩條長鏈為依據(jù)，合成出互補(bǔ)的脫氧核糖核酸序列。酵素可找出正確的外來互補(bǔ)堿基，并將其結(jié)合到模板長鏈上，進(jìn)而制造出新的互補(bǔ)長鏈。由于脫氧核糖核酸聚合酶只能以5'到3'的方向合成脫氧核糖核酸鏈，因此雙螺旋中平行但方向相反的兩股，具有不同的合成機(jī)制。舊長鏈上的堿基序列決定了新長鏈上的堿基序列，使細(xì)胞得以獲得完整的脫氧核糖核酸復(fù)制品。

脫氧核糖核酸若要發(fā)揮其功用，必須仰賴與蛋白質(zhì)之間的交互作用，有些蛋白質(zhì)的作用不具專一性，有些則只專門與個(gè)別的脫氧核糖核酸序列結(jié)合。聚合酶在各類酵素中尤其重要，此種蛋白質(zhì)可與脫氧核糖核酸結(jié)合，并作用于轉(zhuǎn)錄或脫氧核糖核酸復(fù)制過程。

結(jié)構(gòu)蛋白可與脫氧核糖核酸結(jié)合，是非專一性脫氧核糖核酸-蛋白質(zhì)交互作用的常見例子。染色體中的結(jié)構(gòu)蛋白與脫氧核糖核酸組合成復(fù)合物，使脫氧核糖核酸組織成緊密結(jié)實(shí)的染色質(zhì)構(gòu)造。對真核生物來說，染色質(zhì)是由脫氧核糖核酸與一種稱為組織蛋白的小型堿性蛋白質(zhì)所組合而成；而原核生物體內(nèi)的此種結(jié)構(gòu)，則摻雜了多種類型的蛋白質(zhì)。雙股脫氧核糖核酸可在組織蛋白的表面上附著并纏繞整整兩圈，以形成一種稱為核小體的盤狀復(fù)合物。組織蛋白里的堿性殘基，與脫氧核糖核酸上的酸性糖磷酸骨架之間可形成離子鍵，使兩者發(fā)生非專一性交互作用，也使復(fù)合物中的堿基序列相互分離。在堿性氨基酸殘基上所發(fā)生的化學(xué)修飾有甲基化、磷酸化與乙?；龋@些化學(xué)作用可使脫氧核糖核酸與組織蛋白之間的作用強(qiáng)度發(fā)生變化，進(jìn)而使脫氧核糖核酸與轉(zhuǎn)錄因子接觸的難易度改變，影響轉(zhuǎn)錄作用的速率。其他位于染色體內(nèi)的非專一性脫氧核糖核酸結(jié)合蛋白，還包括一種能優(yōu)先與脫氧核糖核酸結(jié)合，并使其扭曲的高移動(dòng)性群蛋白。這類蛋白質(zhì)可以改變核小體的排列方式，產(chǎn)生更復(fù)雜的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。

脫氧核糖核酸結(jié)合蛋白中有一種專門與單股脫氧核糖核酸結(jié)合的類型，稱為單股脫氧核糖核酸結(jié)合蛋白。人類的復(fù)制蛋白A是此類蛋白中獲得較多研究的成員，作用于多數(shù)與解開雙螺旋有關(guān)的過程，包括脫氧核糖核酸復(fù)制、重組以及脫氧核糖核酸修復(fù)。這類結(jié)合蛋白可固定單股脫氧核糖核酸，使其變得較為穩(wěn)定，以避免形成莖環(huán)，或是因?yàn)楹怂崦傅淖饔枚狻?/font>